Revista de Matemática: Teoría y Aplicaciones ISSN Impreso: 1409-2433 ISSN electrónico: 2215-3373

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Predicción estacional del clima en Centroamérica mediante la reducción de escala dinámica. Parte I: evaluación de los modelos de circulación general CCM3.6 y ECHAM 4.5
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Palabras clave

numerical models
seasonal climate prediction
dynamical downscaling
climate
climate variability
Modelos numéricos
predicción climática estacional
reducción escala dinámica
clima
variabilidad climática

Cómo citar

Rivera, E. R., & Amador, J. A. (2008). Predicción estacional del clima en Centroamérica mediante la reducción de escala dinámica. Parte I: evaluación de los modelos de circulación general CCM3.6 y ECHAM 4.5. Revista De Matemática: Teoría Y Aplicaciones, 15(2), 131–173. https://doi.org/10.15517/rmta.v15i2.39382

Resumen

Mediante la evaluación del campo vectorial de viento en bajo nivel y de precipitación derivados de dos modelos de circulación general (ECHAM4.5 y CCM3.6), para el período 1990-1999, se determinó la habilidad de dichos modelos para simular aspectos dinámicos y termodinámicos asociados al clima centroamericano y su variabilidad climática. Para ello, primeramente se analizan las características de la atmósfera consideradas como fundamentales contribuyentes del régimen climático regional. De acuerdo con los resultados de esta evaluación, el ECHAM4.5 exhibe una representación más realista de varios aspectos del ciclo anual y estacional de la atmósfera tropical de interés, por lo que la información de gran escala (≈ 5 × 103 km) de este modelo se utiliza en la parte II de este trabajo para proveer las condiciones iniciales y de contorno como funciones de espacio y tiempo necesarias para efectuar un proceso de reducción de escala dinámica de hasta 30 km de resolución espacial con el modelo regional MM5v3.

https://doi.org/10.15517/rmta.v15i2.39382
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Alfaro, E.; Cid, L.; Enfield, D. (1998) “Relaciones entre el inicio y término de la estación lluviosa en Centroamérica y los océanos Pacífico y Atlántico tropical”, Investigaciones Marinas 26: 56–69.

Alfaro, E.; Cid, L. (1999) “Ajuste de un modelo VARMA para los campos de anomalías de precipitación en Centroamérica y los índices de los océanos Pacífico y Atlántico Tropical”, Atmósfera 12: 205–222.

Amador, J. A. (1981) Mean Fields and Synoptic Scale Systems during Phase III of GATE. Ph. D. thesis, University of Reading, United Kingdom.

Amador, J. A. (1998) “A climatic feature of tropical Americas: The trade wind easterly jet”, Top. Meteor. Oceanogr. 5(2): 91–102.

Amador, J. A.; Magaña, V. (1999) “Dynamics of the low level jet over the Caribbean Sea”. Preprints 23rd Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology, American Meteorological Society, January 1999, Dallas Texas.

Amador, J. A.; Magaña, V; Pérez, J. B. (2000) “The low level jet and convective activity in the Caribbean”. Preprints 24th Conference in Hurricanes and Tropical Meteorology, American Meteorological Society, May 29 – June 2, 2000, Fort Lauderdale, Florida.

Amador, J. A.; Chacón, R. E.; Laporte, S. (2003) “Climate and climate variability in the Arenal Basin of Costa Rica”, in: H. F. D´ıaz y B. Morehouse (Eds.) Climate and Water: Transboundary Challenges in the Americas, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands: 317–350.

Amador, J. A.; Alfaro, E.; Lizano, O.; Magaña, V. (2006) “Atmospheric forcing of the eastern tropical Pacific: a review”, Progress in Oceanography 69(2–4): 101–142.

Basher, R.; Clark, C; Dilley, M.; Harrison, M. (2001) “Coping with the climate: a way forward”, IRI Report CW/01/2, International Research Institute for Climate and Society, Palisades, New York.

Bedritsky, A. I. (1999) “El impacto del tiempo y del clima en el desarrollo económico sostenido”, Boletín de la Organización Meteorológica Mundial 48: 214–221.

Bjerkness, V. (1904) “Das problem von de wettervorhersage, betrachtet vom standpunkt der mechanik und der physik”, Meteor. Z. 21: 1–7.

Brinkop, S.; Roeckner, E. (1995) “Sensitivity of a general circulation model to parameterizations of cloud-turbulence interactions in the atmospheric boundary layer”, Tellus 47: 197- 220.

Burpee, R. W. (1972) “The origin and structure of easterly waves in the lower troposphere of North Africa”, J. Atmos. Sci. 29: 77–90.

Carlson, T. N. (1969) “Some remarks on African disturbances and their progress over the tropical Atlantic”, Mon. Wea. Rev. 97: 716-726.

Dudhia, J.; Gill, D.; Guo, Y.-R.; Manning, K.; Wang, W.; Bruyere, C. (2005) “PSU/NCAR mesoscale modeling system tutorial class notes and users’ guide: MM5 modeling system version 3”, Mesoscale and Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado.

Enfield, D.; Alfaro, E. (1999) “The dependence of Caribbean rainfall on the interaction of the tropical Atlantic and Pacific Oceans”, J. of Climate 12: 2093–2103.

Farfán, L. M.; Zehnder, J. A. (1997) “Orographic influence on the synoptic-scale circulations associated with the genesis of Hurricane Guillermo (1991)”, Mon. Wea. Rev. 125: 2683–2698.

Fernández, W.; Barrantes, J. A. (1996) “The Central American temporal: a longlived tropical rain-producing system”, Top. Meteor. Oceanogr. 3(2): 73–88.

Fouquart, Y.; Bonnel, B. (1980) “Computations of solar heating of the Earth’s atmosphere: a new parameterization”, Beitr. Phys. Atmos. 53: 35-62.

Gates, W. L.; Boyle, J.; Covey, C.; Dease, C.; Doutriaux, C.; Drach, R.; Fiorino, M.; Gleckler, P.; Hnilo, J.; Marlais, S.; Phillips, T.; Potter, G.; Santer, B.; Sperber, K.; Taylor, K.; Williams, D. (1998) “An overview of the results of the Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP)”, Bull. Amer. Meteor. Soc. 73: 1962–1970.

Grell, G. A.; Dudhia, J.; Stauffer, D. R. (1993) “A description of the fifth generation Penn State/NCAR mesoscale model”, NCAR Technical Note 398+IA, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado.

Hack, J. J. (1994) “Parameterization of moist convection in the NCAR Community Climate Model, CCM2”, J. Geophys. Res. 99: 5551–5568.

IPCC (2001) “Climate Change 2001: Impacts, Adaptation and Vulnerability”, in: J. J. McCarthy, O. F. Canziani, N. A. Leary, D. J. Dokken, K. S. White (Eds.) Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Chapter 14, Cambridge University Press, Cambridge and New York: 1032 pp.

Jones, P.W. (1999) “First- and second-order conservative remapping schemes for grids in spherical coordinates” Mon. Weath. Rev. 127: 2204–2210.

Kalnay, E.; Kanamitsu, M.; Kistler, R.; Collins, W.; Deaven, D.; Gandin, L.; Iredell, M.; Saha, S.; White, G.; Woollen, J.; Zhu, Y.; Chelliah, M.; Ebisuzaki, W.; Higgins, W.; Janowiak, J.; Mo, K. C.; Ropelewski, C.; Wang, J.; Leetmaa, A.; Reynolds, R.; Jenne, R.; Joseph, D. (1996) “The NCEP/NCAR reanalysis 40-year project”, Bull. Amer. Meteor. Soc. 77: 437–471.

Kiehl, J. T.; Hack, J.; Bonan, G. B.; Boville, B. A.; Briegleb, B. P.; Williamson, D. L.; Rasch, P. J. (1996) “Description of the NCAR Community Climate Model (CCM3)”, NCAR Technical Note 420+STR, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado.

Lohmann, U.; Roeckner, E. (1996) “Design and performance of a new cloud microphysics scheme developed for the ECHAM general circulation model”, Clim. Dyn. 12: 557–572.

Lohmann, U.; Bennartz, R. (2002) “Absorption of solar radiation in the atmosphere using improved water vapor line data”, J. Geophys. Res. 107 doi: 10.1029/2001JD001101.

Lorenz, E. N. (1970) “Climate change as a mathematical problem”, J. Appl. Meteor. 9: 325–329.

Magaña, V.; Amador, J. A.; Medina, S. (1999) “The midsummer drought over Mexico and Central America”, J. Climate 12: 1577–1588.

Mora, I.; Amador, J. A. (2000) “EL ENOS, el IOS y la corriente en chorro de bajo nivel en el oeste del Caribe”, Top. Meteor. Oceanog. 7(1): 1–20.

Morcrette, J.-J. (1991) “Radiation and cloud radiative properties in the ECMWF operational weather forecast model”, J. Geophys. Res. 96: 9121–9132.

Moura, A. D.; Sarachik, E. S. (1997) “Predicciones climáticas estacionales a interanuales y sus aplicaciones: nuevas instituciones; nuevas posibilidades”, Bolet´ın de la Organización Meteorológica Mundial 46: 398–403.

Nordeng, T. E. (1994) “Extended versions of the convective parameterization scheme at ECMWF and their impact on the mean and transient activity of the model in the tropics”, Technical Report 206, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, Reading, England.

OMM (1992) Vocabulario Meteorológico Internacional. Editorial OMM, Suiza.

OPS (2000) Crónicas de desastres No. 8: Fenómeno El Niño 1997–1998. Organización Panamericana de la Salud, Washington, D.C.

Peterson, T. C.; Vose, R. S. (1997) “An overview of the Global Historical Climatology Network temperature data base”, Bull. Amer. Meteor. Soc. 78: 2837–2849.

Phillips, T. J. (1994) A Summary Documentation of the AMIP Models. Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California.

Poveda, G.; Mesa, O. J. (2000) “On the existence of Lloró (the rainiest locality on Earth): enhanced ocean-land-atmosphere interaction by a low-level jet”, Geophys. Res. Lett. 27: 1675–1678.

Rasch, P. J.; Williamson, D. L. (1990) “Computational aspects of moisture transport in global models of the atmosphere”, Q. J. R. Meteorol. Soc. 116: 1071–1090.

Rasch, P. J.; Kristjansson, J. E. (1998) “A comparison of the CCM3 model climate using diagnosed and predicted condensate parametrizations”, J. Climate 11: 1587– 1614.

Reding, P. J. (1992) The Central American cold surge: an observational analysis of the deep south-ward penetration of North American cold fronts. M.S. thesis, Department of Meteorology, Texas A&M University, Texas, USA.

Reed, R. J.; Recker, E. E. (1971) “Structure and properties of synoptic-scale disturbances in the equatorial Western Pacific”, J. Atmos. Sci. 28: 1117–1133.

Richardson, L. F. (1922) Weather Prediction by Numerical Process. Cambridge University Press, reprinted Dover, New York, 1965.

Riehl, H. (1954) Tropical Meteorology. McGraw-Hill, New York-London.

Rivera, E. R.; Amador, J. A. (2009): “Predicción estacional del clima en Centroamérica mediante la reducción de escala dinámica. Parte II: Aplicación del modelo MM5v3”, aceptado en Revista de Matemática: Teoría y Aplicaciones.

Rockel, B.; Raschke, E.; Weyres, B. (1991) “A parameterization of broad band radiative transfer properties of water, ice and mixed clouds”, Beitr. Phys. Atmos. 64: 1–12.

Roeckner, E.; Arpe, K.; Bengtsson, L.; Christoph, M.; Claussen, M.; Dümenil, L.; Esch, M.; Giorgetta, M.; Schlese, U.; Schulzweida, U. (1996) “The atmospheric general circulation model ECHAM-4: Model description and simulation of present-day climate”, MPI-Report 218, Max Planck Institut für Meteorologie, Hamburg, Germany.

Schultz, D. M.; Bracken, W. E.; Bosart, L. F.; Hakim, G. J.; Bedrick, M. A.; Dickinson, M. J.; Tyle, K. R. (1997) “The 1993 superstorm cold surge: frontal structure, gap flow, and tropical impact”, Mon. Wea. Rev. 125: 5-39; Corrigenda, 125: 662.

Schultz, D. M.; Bracken, W. E.; Bosart, L. F. (1998) “Planetary- and synoptic-scale signals associated with Central American cold surges”, Mon. Wea. Rev. 126: 5–27.

Simmons, A. J.; Burridge, D. M.; Jarraud, M.; Girard, C.; Wergen, W. (1989) “The ECMWF medium-range prediction model: development of the numerical formulations and the impact of increased resolution”, Meteorol. Atmos. Phys. 40: 28–60.

Tiedtke, M. (1989) “A comprehensive mass flux scheme for cumulus parameterization in large-scale models”, Mon. Wea. Rev. 117: 3040–3061.

Velásquez, R. C. (2000) Mecanismos Físicos de Variabilidad Climática y Eventos Extremos en Venezuela. Tesis de Licenciatura en Meteorología, Departamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria, Escuela de Física, Universidad de Costa Rica, Costa Rica.

Wang, C.; Enfield, D. (2001) “The tropical Western Hemisphere warm pool”, Geophys. Res. Lett. 28: 1635–1638.

Wang, C.; Enfield, D. (2003) “A further study of the tropical Western Hemisphere warm pool”, J. Climate 16: 1476–1493.

Washington, W. M.; Parkinson, C. L. (1986) An Introduction to Three-Dimensional Climate Modeling. Univesity Science Books, Mill Valley, California.

Wilks, D. S. (1995) Statistical Methods in the Atmospheric Sciences. Academic Press, New York. [58] WMO (1999) The 1997–98 El Niño Event in Brief. World Meteorological Organization, Geneva.

Xie, P.; Arkin, P. A. (1996) “Analyses of global monthly precipitation using gauge observations, satellite estimates, and numerical model predictions”, J. Climate 9: 840–858.

Xie, P.; Arkin, P. A. (1997) “Global precipitation: a 17-year monthly analysis based on gauge observations, satellite estimates, and numerical model outputs”, Bull. Amer. Meteor. Soc. 78: 2539–2558.

Zhang, G. J.; McFarlane, N. A. (1995) “Sensitivity of climate simulations to the parameterization of cumulus convection in the Canadian Climate Centre general circulation model”, Atmos.–Ocean 33: 407–446.

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